20121212-光伏(PV)组件与零部件安全鉴定——防火性能要求与试验方法

ICS点击此处添加中国标准文献分类号 DB32 江 苏 省 地 方 标 准DB 32/ XXXXX— XXXX 代替 DB 光伏（ PV）组件与零部件安全鉴定 ——防火性能要求与试验方法 Photovoltaic (PV) modules and components safety qualification — Requirements for fire resistance and test methods 点击此处添加与国际标准一致性程度的标识 （工作组讨论稿）（ 2012-12-12 ） XXXX- XX- XX发布 XXXX- XX- XX实施江 苏 省 质 量 技 术 监 督 局 发 布DB32/ XXXXX— XXXX I 目 次 前言 . III1 范围 12 规范性引用文件 13 术语 14 抽样 15 标志 26 报告 37 重新鉴定 38 试验 38.1 试样准备 38.1.1 光伏组件试样 38.1.2 光伏玻璃试样 38.1.3 光伏用聚合物试样 38.1.4 光伏用型材试样 48.2 试验装置 48.3 试验用屋面板 58.3.1 不可燃屋面板 58.3.2 火焰蔓延试验木质板 58.3.3 用于燃块试验的木质屋面板 68.3.4 屋面板处理 98.4 安装方式 98.5 风速校准 . 118.6 火焰校准 . 118.7 火焰蔓延试验 . 128.8 燃块试验 . 128.8.1 通用部分 . 128.8.2 燃块尺寸与结构 . 128.8.3 燃块的点燃 . 138.8.4 试验条件 . 138.8.5 试验持续时间 . 148.8.6 观察要点 . 148.9 合格条件 . 148.9.1 光伏组件试样 . 148.9.2 光伏玻璃试样 . 158.9.3 光伏用聚合物试样 . 15DB32/ XXXXX— XXXX II 8.9.4 光伏用型材试样 . 15图 1 防火等级标志示例 2图 2 试验设备图示 5图 3 用于火焰蔓延试验的松木屋面板 5图 4 用于火焰蔓延试验的复合木屋面板 6图 5 用于燃块试验（ A、B 级）的松木屋面板 . 6图 6 用于燃块试验（C 级）的松木屋面板 7图 7 用于燃块试验（A 级）的复合板屋面板 7图 8 用于燃块试验（B 级）的复合板屋面板 8图 9 用于燃块试验（C 级）的复合木屋面板 8图 10 光伏组件试样安装方式 . 9图 11 光伏用型材试验安装方式 10图 12 采用高分子材料边框的光伏组件试样附加试验安装方式 10图 13 风速测量点位置示意 11图 14 火焰形状（俯视） 11图 15 燃块尺寸 12图 16 A 级燃块试验放置图 14图 17 A、B 级燃块试验放置图 . 14表 1 防火等级所要求的试样数量 2表 2 火焰蔓延试验技术参数 . 12DB32/ XXXXX— XXXX III 前 言 《光伏 （ PV） 组件与零部件安全鉴定——防火性能要求与试验方法》 是光伏发电系统中的涉及防火性能的方法标准，旨在适应 IE C 61730-2 ， UL 1703， UL 2703各个版本标准的要求，以适应我国迅速增长组件生产能力及出口贸易的需要。 本标准同时也提出评价玻璃、 高分子材料以及型材 （含支架用型材）等零部件的对应试验方法，作为光伏组件生产厂家作选材依据。 本标准中的术语与有关标准协调一致。 本标准起草单位：国家太阳能光伏产品质量监督检验中心。 本标准主要起草人：袁凯笛，吴建国。DB32/ XXXXX— XXXX 1 光伏（ PV）组件与零部件安全鉴定——防火性能要求与试验方法1 范围 本标准的要求涵盖了光伏组件以及主要部件，如玻璃（或其它材质的前板）、封装材料（典型的如EVA ）、背板绝缘材料、接线盒及硅胶、边框及支架用型材等，对于模拟外源性火源的防火性能。 试验模型是：光伏组件安装在带坡（约 23度）的屋面上，或是直接作为建筑光伏一体化（ BIPV）的屋面，在 3-4级（ 5.3 m/s）的风力下，外部以明火或是燃烧的木块侵入。本标准描述了三类防火等级：A、 B、 C三级，表征其可以抵御重度、中度和轻度的火灾入侵。不同防火等级的试样能够在相应火势入侵下， 对下方的屋面， 或是建筑内部空间有保护作用， 使光伏组件在一定时间内不会从原来安装位置滑落，并且不会产生带火的落块，这样允许建筑内的人员有相应的逃生时间。 本标准试验意在呈现试样在各种类型和持续时间的火焰入侵后的形态， 不求用于判定试样在火烧之后是否还可以继续使用。 尽管这些试验手段无法提供与真实火灾的比较， 但可以在相同试验条件下比较各种试样对于火源的阻燃能力。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2297-1989 太阳光伏能源系统术语 UL 790 Standard Test Methods for Fire Tests of Roof Coverings UL 1703 Flat-Plate Photovoltaic Modules and Panels IEC 61730-2 PhotovoltaiC (PV) modules safety qualification – Part 2: Requirements for testing GB/T 18513-2001 中国主要进口木材名称 ISO/IEC 17025: 1999 检测和校准实验室能力的一般要求 3 术语 试验屋面板（ test deck） ：用于安装试样，并可通过自身受损情况衡量试样防火阻燃性能的的平板，分为“可燃屋面板（ combustible deck ）”与“不可燃屋面板（ non-conbustible deck ）”两种。“可燃屋面板”的材料是木质（木板或复合板）。“不可燃屋面板”的材料可以是金属、水泥或浇铸石膏。4 抽样 从同一批或几批产品中， 按 GB/T2829 规定的方法， 随机地抽取 ( 如需要可增加备份 ) 试样用于试验。这些试样应由符合相应图纸和工艺要求规定的材料和元器件所制造， 并经过制造厂常规检测、 质量控制与产品验收程序。 如果被试验的试样是一种新设计的试样而不是来自于生产线上， 应在试验报告中加以说明。 DB32/ XXXXX— XXXX 2 表 1 防火等级所要求的试样数量 防火等级 火焰蔓延试验 燃块试验 注A 2 4（ 1） B 2 2（ 1） C 2 2（ 1） 注： 按 UL 790要求，这两项试验需要提供的样品为如表 1 所示；但鉴于组件样品与常规屋面覆盖材料有所区别，本标准允许燃块试验只在一个面积不小于 1 m2的试样上做。5 标志 每个通过防火试验的试样可以印上防火等级“ AA ”、“ AC ”等字符。其中首字母代表防蔓延火等级，第二个字母代表防燃块火等级。建议使用图形化的标志，以表明试验时的安装方式及试验项目，如图 1 所示。 图 1 防火等级标志示例 燃块C 级C 级4 分钟燃块A 级A 级10 分钟DB32/ XXXXX— XXXX 3 6 报告 通过定型后，试验机构应给出符合 ISO/IEC 17025 要求的正式鉴定试验报告，应包括测定的性能参数， 以及任何第一次试验未通过测试和重新试验的详细情况。 报告应包含组件的详细规格， 每一份证书或报告还应包括下列信息： a) 标题； b) 实验室的名称、地址和完成试验测试的地点； c) 报告的每一页均有独特的标识； d) 需要时有客户的名称和地址； e) 组件试样的描述，包括组成材料的品牌和型号，并提供安装方式； f) 试验种类与试验等级； g) 试验的水平倾角； h) 校准的细节，包括风速测量，火焰温度测量 i) 试验中及试验后木质屋面板的燃烧特征 j) 根据试验结果，确定组件的防火等级 k) 试验完试样的描述和鉴定； l) 试样的特点和条件； m) 需要时标注收到试验试样的日期和试验日期； n) 对试验方法的任何偏离、附加或排除，相关特殊试验的任何其他信息，如环境条件； o) 有适当图表和照片支持的测量、检查和推论； p) 签名和标识，或等效识别试验员，其对报告的内容及颁发日期负责； q) 对试验仅与相关试验项目结果的申明（必要时）； r) 实验室出具的证书或报告应完整采用，只有经实验室书面许可才可部分使用的申明。 s) 制造厂应保存一份证书留作参考。 7 重新鉴定 在组件的设计、 材料、 元器件或工艺作任何改变时， 可能需要重新进行部分或全部鉴定试验来确保产品定型的有效性。 8 试验 8.1 试样准备 8.1.1 光伏组件试样 光伏组件试样要求提供完整、干燥的样品。该样品具备可安装的接口、螺丝、压块等紧固件。一般要求样品能够通过组装、拼接而覆盖指定防火等级所需要的面积。 8.1.2 光伏玻璃试样 使用于带框组件的玻璃，镶嵌于 35-50 mm的组件用铝型材边框；用于双玻组件的玻璃，试验前先做层压处理。所有样品试验前去掉用于隔离的塑料膜。 8.1.3 光伏用聚合物试样 DB32/ XXXXX— XXXX 4 样品按正常工艺层压到经过防火型试试验的玻璃上 （以保证玻璃不会在试验中破碎） ， 并镶嵌于铝型材边框。 8.1.4 光伏用型材试样 取长度为 1米的试样；对于型材样品，一般来说防火试验后除了作外观检查外，还可比较试验后样品以及同批未经试验样品的抗弯折强度。 8.2 试验装置 如图 2 所示，用于试验的装置包括以下： a) 供试样安装的屋面板，安装于角度可调的支架上 b) 由阻燃板制成的，装于支架前方，用于模拟屋檐和檐口 c) 气体燃烧器（用于火焰蔓延试验） d) 鼓风机与导流装置，以提供要求的风场。气流从试验室外导入 e) 装在导流装置内的可调尾翼，用于使气流平直，减少紊流 f) 安装在屋面板背面的挡板，以防止回火从屋面板背面点燃 g) 从导流箱延伸到模拟屋檐的阻燃板 h) 试验所在房间有排气装置， 以平衡因鼓入空气造成的气压。 试验中所有门窗都应关闭， 以防止风或其它气候因素影响试验结果。气流校准过程中把进气与排气扇的设定值调到试验所用的值。如果环境温度不在 10~32 oC 之间，则停止试验，或按照偏离程序注明。 i) 试验中，如火焰会从组件、层压件试样底下侵入，则应使用砂浆将屋面板与支架的边缝堵住。DB32/ XXXXX— XXXX 5 图 2 试验设备图示 8.3 试验用屋面板 8.3.1 不可燃屋面板 不可燃屋面板主要用于风速、火焰校准，以及玻璃、高分子材料、型材试验。它本身在火焰侵入的情况下不会被破坏。 8.3.2 火焰蔓延试验木质板 图 3 用于火焰蔓延试验的松木屋面板 DB32/ XXXXX— XXXX 6 图 4 用于火焰蔓延试验的复合木屋面板 8.3.3 用于燃块试验的木质屋面板 图 5 用于燃块试验（ A、 B 级）的松木屋面板 DB32/ XXXXX— XXXX 7 图 6 用于燃块试验（ C 级）的松木屋面板 图 7 用于燃块试验（ A 级）的复合板屋面板 DB32/ XXXXX— XXXX 8 图 8 用于燃块试验（ B 级）的复合板屋面板 图 9 用于燃块试验（ C 级）的复合木屋面板 DB32/ XXXXX— XXXX 9 8.3.4 屋面板处理 试样与屋面板组装好以后，放在室内，在 16 ~32 oC环境中储存。如果存储条件不在上述范围内，则等到屋面板木材的含水率在8 ~12%之间。屋面板平时存放在周围通风的环境中。 8.4 安装方式 根据试样的性质， 安装所用的屋面板、 受火位置有所不同。 图 10 和图 12 为火焰蔓延试验的安装方式；在进行燃块试验时，需要将样品、屋面板及支架整体朝离开风箱方向平移 69 cm。 图 10 是适用于光伏组件， 以及经制样后的玻璃、 背板等试样的安装方式。 试样安装在高度为 60 mm的不可燃金属横梁上；该横梁（推荐使用 3060标准铝型材）放在屋面板上。通常使用不可燃屋面板，但如果客户有需求， 可以采用木质屋面板。 组件上表面与模拟檐口上表面平齐， 必要时在交界处填塞水泥以防止火焰侵入背面及木质屋面板。 图 11 是适用于光伏用边框，以及电站用横梁、支架产品的安装示意。采用不可燃屋面板，试样与气流方向垂直。 对于边框由高分子材料组成的组件样品， 除按图 10 方式试验之外， 还需要进行如图 12 方式安装的火焰蔓延试验。 这项附加试验重点考察边框的防火性能， 允许使用已经过其它试验， 但边框未受影响的样品作为试样。 图 10 光伏组件试样安装方式 屋面板安装支架试样DB32/ XXXXX— XXXX 10 图 11 光伏用型材试验安装方式 图 12 采用高分子材料边框的光伏组件试样附加试验安装方式 不可燃屋面板试样不可燃屋面板型材试样DB32/ XXXXX— XXXX 11 8.5 风速校准 将一块尺寸为 1 m × 1.3 m，光滑的石膏板或水泥板，以 23 o的倾角放在试验架上。在这块板三个位置（如下图所示），各点风速的时间平均值应调至 5.3 ± 0.2 m/s。为了使火焰形状达到 5.5 款所规定的形状，允许每个点风速偏离初始值的 5%，只要三点平均值仍在 5.3 ± 0.2 m/s。 图 13 风速测量点位置示意 8.6 火焰校准 以 23 o倾角安装 1 m × 1.3 m的水泥光板，置于喷出的火焰中。该火焰呈三角形，宽约 0.9 m，边缘收到 0.152 m。允许火焰延伸 0.3 ~0.6 m。 A 级和 B级试验，火焰温度调到 760± 28 oC， C级试验 704± 28 oC。测温采用铠装热电偶，距离表面 25.4 mm，离试验台边缘 12.7 mm（对着火源） 图 14 火焰形状（俯视） 这些试验中，试样、屋面板与水平的倾角为： 23o 1300 152 燃烧器喷嘴76 650 650 94 俯视 侧视DB32/ XXXXX— XXXX 12 8.7 火焰蔓延试验 将样品安装在屋面板上以后， 置于于水平面成规定角度的框架上。 与试验等级相应的火焰特性如 8.6 节所述，侵入样品表面。 试验温度与持续时间： A 级和 B级试验，都持续 10 min施加火焰。如未产生火焰，则喷嘴火焰停止后试验结束；如产生火焰蔓延，则等火焰蔓延结束后终止。 C级试验施加燃气火焰 4分钟，然后停止。 在火焰施加过程中及施加后， 要观察火焰蔓延的距离， 有无产生起火的或红热的小块， 以及试样的位移。直到火焰从蔓延最远处永久熄灭，才停止观察。 表 2 火焰蔓延试验技术参数 防火试验等级 火焰温度 持续时间 火焰蔓延长度 A 760± 28 oC 10 min ≤ 1.8 mB 760± 28 oC 10 min ≤ 2.4 mC 704± 28 oC 4 min ≤ 3.9 m8.8 燃块试验 8.8.1 通用部分 试验板如 8.3 章描述的方式进行放置，但支架和空气出口距离调整为 1.5 m；如果会阻碍气流，需要移开燃气管和和燃烧喷嘴。 8.8.2 燃块尺寸与结构 燃块的尺寸如图 15 所示，它们的制作方法见下文描述。试验前，燃块在 40 ~49 oC的烘箱内放置至少 24小时。 图 15 燃块尺寸 DB32/ XXXXX— XXXX 13 A 型燃块形为栅格状，长边都是 300 mm，厚度为 57 mm，材质是烘干的黄杉（又称“花旗松”），无树节及树脂囊。该燃块由 36条长度为 300 mm, 截面为 19.1 × 19.1 mm2的木材组成，分三层叠加，每层 12条，层与层之间相互垂直，使用 38.1 mm长的 16号钉子钉起来。钉痕打交叉的两条，一条在正面，另一条在背面。干燥后的燃块重量在 2000± 150克的可用于试验。 B型燃块形为栅格状，长边都是 150 mm，厚度为 57 mm，材质是烘干的黄杉（又称“花旗松”），无树节及树脂囊。该燃块由 18条长度为 150 mm, 截面为 19.1 × 19.1 mm 2的木材组成，分三层叠加，每层 6条，层与层之间相互垂直，使用 38.1 mm长的 16号钉子钉起来。钉痕打交叉的两条，一条在正面，另一条在背面。干燥后的燃块重量在 500± 50 g的可用于试验。 C型燃块为一块烘干， 无脂白松木材； 该木材不得有节， 不得有树脂囊。 燃块的尺寸是 38.1 × 38.1 × 19.8 mm3，中间有两条 3.2 mm宽，一半厚度（ 9.9 mm）深的切缝，这两条缝相互垂直。烘干后，燃块重量是 9.25 ± 1.25 g（体积： 26.33 cm3，密度 0.30 ~0.40 g/cm3） 8.8.3 燃块的点燃 放到试样上之前， 燃块应被引燃， 并可以在静止空气中自由燃烧。 该过程中引燃火焰要包裹住燃块。在距引燃炉喷嘴上方 58.7 mm处火焰的温度应为 888± 28 oC。引燃炉要与风机隔开。 A 型燃块的引燃共用 5分钟，方法如下： 每个 305× 305面分别引燃 30秒； 每个 305× 57.2 面分别引燃 45秒； 每个 305× 305面分别引燃 30秒； B型燃块的引燃共用 4分钟，方法如下： 每个 152× 152面分别引燃 30秒； 每个 152× 57.2 面分别引燃 30秒； 每个 152× 152面分别引燃 30秒； C型燃块的引燃：共用 2分钟，其中 38.1 × 38.1 的两个面分别对着火焰引燃 1分钟。 8.8.4 试验条件 对于组件试样而言， 试验中将带接线盒的一边置于靠近出风口的一侧。 在进行燃块试验时， 尽量采取措施，以保证有一部分燃块下面是接线盒，而另一部分燃块下面是普通背板。 A 级试验：采用一个燃块。放在组件中心位置。燃块放置的方向是：使其上、下两层的木条都是顺着气流的方向。燃块用细铁丝固定。 B级试验： 采用一个燃块， 一个放置在组件中心位置， 一个放置在近风位置 （距离边缘不少于 20 cm） ,方法参考 A级试验 C级试验： 20个燃块每隔 1到 2分钟，按最紧凑的方式放到试样上。燃块之间距离不小于 102毫米。燃块中心在木质屋面板拼接缝上方。上侧切割缝供 0.82 mm2的铁丝穿过用以固定，下侧切割缝走向与气流相同。 DB32/ XXXXX— XXXX 14 图 16 A 级燃块试验放置图 图 17 B 级燃块试验放置图 图 18 C 级燃块试验放置图 J-box J-box DB32/ XXXXX— XXXX 15 8.8.5 试验持续时间 不论是 A ， B还是 C级试验，在每次试验中均持续到燃块被消耗完，试样表面及试验板下侧不再有火焰、红热或是冒烟；或者持续到不可接受的结果产生；总之不超过 1.5 小时。若燃块加到试样后没有消耗完，则这个试验结果不被采信。 8.9 观察要点 在火焰蔓延试验和燃块试验中及试验后，观察是否有下列现象；如有，则记录发生时间： a) 前表面（主要是玻璃）有无爆裂； b) 试样后表面是否有冒烟、起火； c) 试验后表面是否有着火的小块滴落； d) 如有接线盒，观察接线盒是否有脱离，或是起火； e) 如采用木质屋面板，观察其是否冒烟、起火或烧焦； f) 试样有无形变和位移。 8.10 合格条件 8.10.1 光伏组件试样 在火焰蔓延试验和燃块试验中，均不得出现下述任一现象： a) 组件的任何部分以燃烧或炽热的块状形态， 被吹走或者掉落到屋面板上 （如采用无屋面板的安装方式，不得掉落到地上）； b) 因为试样破损、滑移、开裂或变形而造成屋面板外露； c) 木质屋面板的一部分以红热块状形式脱落 其中 b)项所述的“外露”指的是任何时候出现屋面板的一部分可被看见，并且没有组件或残余物遮盖。在燃块试验中燃块正下方部分及小于 3.2 mm的裂缝不作为要求。 在 A 、 B或 C级试验中，任何时候不得出现屋面板底面产生持续火焰。“持续火焰”指的是任何不间断燃烧 5秒钟及以上的火焰。 对于火焰蔓延试验，材料的火焰分别不应超过： 1.8 m（ A级）， 2.4 m（ B级）和 3.9 m （ C级）。在试验面上，不应有显著的侧向火焰蔓延。“显著的侧向火焰蔓延”指超过试验火焰边缘 1呎（ 0.3 m）的火焰。 8.10.2 光伏玻璃试样 要求进行火焰蔓延试验、燃块试验两项； 在试验过程中及火焰停止后 5分钟内（仍旧在试验架上），试样仍然完整，不发生开裂。 8.10.3 光伏用聚合物试样 要求进行火焰蔓延试验、燃块试验两项；在试验过程中不得产生明火。 8.10.4 光伏用型材试样 只要求进行火焰蔓延试验，试验后要求外观完整，机械强度满足设计要求。 _________________________________